[发明专利]多结光伏电池的制造

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请请求于2009年6月9日提交的美国临时申请第61/185,247号的权益。本申请还涉及代理人卷号为YOR920100056US1、YOR920100060US1、FIS920100005US1和FIS920100006US1的申请，这些申请中的每一个都转让给国际商用机器公司(IBM)并与本申请在同一天提交，所有这些申请的全部内容都通过引用并入于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及多结光伏电池制造的领域。

背景技术

多结III-V族光伏(PV)电池，或者说串叠型电池，是由多个p-n结组成的，每个结包括不同能带隙的材料。多结PV电池是相当高效的，而且可以吸收大部分的太阳光谱。多结电池可以外延生长的，其中较大能带隙的结在较低能带隙的结之上。用于可购买到的3-结III-V族光伏结构的转换效率可以是大约30％至40％。基于III-V族衬底的三结PV电池可以是大约200微米厚的范围，厚度的主要部分是由衬底的底层提供的，而且衬底的所述底层还可以充当第三个结。衬底的相对厚度可能造成衬底层相对不易弯曲，导致PV电池不易弯曲。

发明内容

在一个方面中，一种用于制造多结PV电池的方法包括：在衬底上形成包括多个结的堆，所述多个结中的每一个都具有相应的能带隙，其中所述多个结从具有最大能带隙的结位于所述衬底上到具有最小能带隙的结位于所述堆的顶部来排序；在所述具有最小能带隙的结的顶部形成金属层，该金属层具有拉伸应力；将柔性衬底粘附到所述金属层；以及在所述衬底的裂缝(fracture)处从所述衬底剥离(spall)半导体层，其中所述裂缝是响应于所述金属层中的拉伸应力而形成的。

在一个方面中，一种多结PV电池包括：至少一个半导体触点；包括多个结的堆，所述多个结中的每一个都具有相应的能带隙，其中所述多个结从具有最大能带隙的结位于所述至少一个半导体触点上到具有最小能带隙的结位于所述堆的顶部来排序；具有拉伸应力的金属层，该金属层位于所述具有最小能带隙的结的顶部，该金属层包括背触点；及粘附到所述金属层的柔性衬底。

另外的特征是通过文本的示例实施方式的技术实现的。其它实施方式在此具体描述并且被认为是受保护的内容的一部分。为了对示例实施方式的特征有更好的理解，参考说明与附图。

附图说明

现在参考附图，在附图中以类似的附图标记指代类似的元件：

图1例示了制造多结PV电池的方法的实施方式。

图2例示了多结PV电池的实施方式。

图3例示了衬底的实施方式。

图4例示了多结电池的结的实施方式。

图5例示了包括具有应力金属层的多结电池的实施方式。

图6例示了具有柔性衬底的多结电池的实施方式。

图7例示了在剥离之后的多结电池的实施方式。

图8例示了多结PV电池的实施方式。

具体实施方式

利用以下具体讨论的示例实施方式，提供了用于制造多结PV电池的系统与方法的实施方式。剥离可用于减小PV电池的底部衬底层的厚度。由于在每个电池中使用更少的衬底材料，因此衬底厚度的减小可以降低制造成本。此外，由于衬底层通常是PV电池中最厚的层，因此使衬底显著变薄可以显著减小电池的整体厚度，从而使电池更具柔性。剥离可以应用到半导体衬底表面的单个区域，或者应用到多个局部区域，以便允许对半导体衬底的区域选择性使用。在有些实施方式中，多个局部区域可以包括小于百分之百的原始衬底表面区域。